PROSIDINGrepo-nkm.batan.go.id/522/1/2016_Jonner_S_PN.pdf · Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah XIV Pusat Teknologi Limbah Radioaktif - BATAN ISSN 1410-6086. PROSIDING

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah XIV Pusat Teknologi Limbah Radioaktif - BATAN ISSN 1410-6086

PROSIDING SEMINAR NASIONAL

TEKNOLOGI PENGELOLAAN LIMBAH XIV

TEMA SEMINAR Pengembangan IPTEK Pengelolaan Limbah yang Inovatif,

Handal, berkelanjutan dan Berwawasan Lingkungan Guna Meningkatkan Daya Saing Bangsa

05 Oktober 2016 Gedung IASTH Universitas Indonesia

Salemba – Jakarta

Penyelenggara

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif - BATAN Dan

Program Studi Ilmu Lingkungan - UI

Diterbitkan Desember 2016

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah XIV

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif - BATAN ISSN 1410 - 6086

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas karunia-Nya Prosiding Seminar

Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah XIV dapat diterbitkan. Seminar ini terselenggara atas kerjasama

antara Pusat Teknologi Limbah Radioaktif - BATAN dengan Program Studi Ilmu Lingkungan – Universitas

Indonesia. Seminar dengan tema “Pengembangan IPTEK Pengelolaan Limbah yang Inovatif, Handal,

Berkelanjutan dan Berwawasan Lingkungan Guna Meningkatkan Daya Saing Bangsa” telah dilaksanakan

pada tanggal 5 Oktober 2016 di Gedung IASTH lt.3 Universitas Indonesia, Salemba.

Seminar diselenggarakan sebagai media sosialisasi hasil penelitian dan pengembangan di bidang

limbah radioaktif dan non radioaktif. Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah XIV dijadikan

sebagai media tukar menukar informasi dan pengalaman, ajang diskusi ilmiah, peningkatan kemitraan di

antara peneliti, akademisi, dan praktisi industri, mempertajam visi pembuat kebijakan dan pengambil

keputusan, serta peningkatan kesadaran kolektif terhadap pentingnya pengelolaan limbah yang inovatif,

handal, berkelanjutan dan berwawasan lingkungan.

Prosiding ini memuat karya tulis dari berbagai hasil penelitian mengenai pengelolaan limbah

radioaktif, industri dan lingkungan. Makalah telah melalui proses evaluasi dari tim editor. Makalah

dikelompokkan menjadi empat kelompok, yaitu kelompok pengelolaan limbah, disposal, lingkungan, dan

perundang-undangan. Makalah-makalah tersebut berasal dari para peneliti di lingkungan BATAN,

BAPETEN dan BPPT serta dosen dan mahasiswa di lingkungan UI, UNDIP, dan UNS.

Semoga penerbitan prosiding ini dapat digunakan sebagai data sekunder dalam pengembangan

penelitian dimasa akan datang, serta dijadikan bahan acuan dalam kegiatan pengelolaan limbah. Akhir kata

kepada semua pihak yang telah membantu, kami ucapkan terima kasih.

Jakarta, Desember 2016

Kepala

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif

Badan Tenaga Nuklir Nasional

Ir. Suryantoro, MT



ii

SUSUNAN TIM EDITOR

Ketua : D Dr. Budi Setiawan − BATAN

Anggota : 1. Dr. Sigit Santoso

2. Dr. Heny Suseno

3. Drs. Gunandjar, SU

4. Ir. Aisyah, MT

5. Dr. Djoko Hari Nugroho

6. Dr. Ir. Mohammad Hasroel Thayib, APU

7. Dr. Ir. Setyo Sarwanto Moersidik, DEA

− BATAN

− BATAN

− BATAN

− BATAN

− BAPETEN

− UI

− UI



iii

SUSUNAN PANITIA

Pengarah : 1. Kepala Badan Tenaga Nuklir Nasional

2. Ketua Program Studi Ilmu Lingkungan UI

− BATAN

− UI

Penanggung Jawab

: Ir. Suryantoro, MT − BATAN

Penyelenggara

Ketua : Budiyono, ST − BATAN

Wakil Ketua : Moch. Romli, S.ST, MKKK − BATAN

Sekretaris : 1. Enggartati Budhy Hendarti, A.Md

2. Pricillia Azhani, STP., M.Si.

3. Titik Sundari, A.Md

− BATAN

− UI

− BATAN

Anggota : 1. Widya Handayani, SE − BATAN

: 2. Sugianto, ST

3. Wezia Berkademi, SE, M.Si

4. M. Nurhasim, S.ST

5. Eri Iswayanti, A.Md

6. Agustinus Muryama, ST

− BATAN

− UI

− BATAN

− BATAN

− BATAN

7. Budi Arisanto, A.Md

8. Azhar Firdaus, S.Sos.I, M.Si

9. Risdiyana, A.Md

10. Adi Wijayanto, ST

11. Arifin Istavara, S.ST

− BATAN

− UI

− BATAN

− BATAN

− BATAN

: 12. CH. Susiana Atmaja, A.Md − BATAN

: 13. Imam Sasmito

14. Moh. Cecep Cepi H., S.ST

15. Parjono, ST

16. Siswanto

17. Sariyadi

18. Maulana

− BATAN

− UI

− BATAN

− BATAN

− BATAN

− BAPETEN

: 19. Drs. Hendro

20. Sunardi, ST

21. Gatot Sumartono, ST

− BATAN

− BATAN

− BATAN

: 22. Ir. Eko Madi Parmanto

23. Alphana Fridia Cessna, ST., M.Si

24. Rukiaty

− BATAN

− UI

− BATAN

: 25. Ade Rustiadam, S.ST − BATAN

: 26. Ajrieh Setiawan, S.ST

27. Suparno, A.Md

28. Suhartono, A.Md

− BATAN

− BATAN

− BATAN



iv

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ..................................................................................................... ............................

i

Susunan Tim Editor ..........................................................................................................................

ii

Susunan Panitia ..................................................................................................... ...........................

iii

Daftar Isi ................................................................................................................. ..........................

iv

1 Pengembangan Teknologi Pengolahan Limbah Radioaktif Pra-Disposal : Imobilisasi

Limbah Radioaktif Uranium Menggunakan Abu Batubara Sebagai Bahan Matriks Synroc.. 1

Gunandjar dan Yuli Purwanto

2 Pengelolaan Limbah Cair Dengan Pendekatan Konsep Eko-Efisiensi: Analisis Hubungan

Antara Penerapan Program Cleaner Production Di Area Produksi Dengan Kinerja

Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) .............................................................................. 14

Wahyu Wikandari, Roekmijati Widaningroem Soemantojo, Tri Edhi Budhi Soesilo

3 Pengolahan Limbah Methylen Blue Secara Fotokatalisis Dengan TiO2 Dimodifikasi Fe

Dan Zeolit ............................................................................................................................... 29

Agus Salim Afrozi, Rahmat Salam, Auring R, Asep Nana S

4. Kinerja Konsorsium Bakteria Dari Sungai Opak Yogyakarta Dalam Reduksi Nitrat

Dengan Sumber Karbon Yang Berbeda ................................................................................. 37

Hanies Ambarsari, Miswanto

5. Pengelolaan Limbah Radioaktif Hasil Dekontaminasi Di Instalasi Produksi Radioisotop

Paska Berhenti Operasi ........................................................................................................... 45

Suhaedi Muhammad, Nazaroh, Rr.Djarwanti,RPS

6. Pemanfatan Limbah Oli Bekas Sebagai Bahan Bakar Pembantu Peledakan (ANFO) Pada

Kegiatan Pertambangan Batubara (Kasus Pemanfaatan Limbah Oli Bekas di PT. JMB

Group) ............................................................................................................................. ........ 52

Danang Widiyanto

7. Sistem Pemurnian Helium Pada Reaktor Daya Experimental (RDE) Tipe HTR-10.............. 60

Aisyah, Yuli Purwanto

8. Pengolahan Limbah Daun Jati Kering Dari Desa Leyangan, Ungaran Menjadi Pulp Kering

Dengan Proses Soda ................................................................................................................ 68

Linda Kusumaningrum, Heny Kusumayanti

9 Pembuatan Zat Warna Alami Dari Buah Mangrove Spesies Rhizophora Stylosa Sebagai

Pewarna Batik Ramah Lingkungan Dalam Skala Pilot Plan ................................................ 76

Paryanto, Wusana Agung Wibowo, Moch Helmy Aditya

10 Konsentrasi Faktor Pada Bioakumulasi Plutonium Oleh Siput Macan (Babylonia Spirata

L.) Di Perairan Teluk Jakarta .................................................................................................. 82

Murdahayu Makmur , Muhammad Qowi Fikri, Defri Yona, Syarifah Hikmah JS

11. Pengaruh Koefisien Distribusi 137

Cs Pada Keselamatan Calon Tapak Fasilitas Disposal

Limbah Radioaktif .................................................................................................................. 93

Budi Setiawan, Dadang Suganda

12. Kajian Pengolahan Limbah Radioaktif Cair Menggunakan Beberapa Adsorben ................ 105

Mirawaty, Gustri Nurliati



v

13 Studi Eksperimen Difusi Boron Dalam Bentonit Terkompaksi Dalam Kondisi Reduksi

Oleh Fe .................................................................................................................................... 113

Mas Udi, Noria Ohkubo

14 Pengolahan Limbah Uranium Cair Dengan Resin Anion Amberlite IRA-400 Cl Dan

Imobilisasi Resin Jenuh Menggunakan Polimer ............................................................ ......... 118

Dwi Luhur Ibnu Saputra, Wati, Nurhayati

15 Studi Pemanfaatan Zeolit Sebagai Bahan Penopang Asam Oksalat Untuk Dekontaminasi

Permukaan Aluminium .......................................................................................................... 124

Sutoto

16 Karakteristik Limbah Radioaktif Tingkat Rendah Dan Sedang Reaktor Daya

Eksperimental HTR-10 ........................................................................................................... 129

Kuat Heriyanto

17 Pengembangan Penerapan Sistem Pengawasan Dalam Rangka Pencegahan Masuknya

Scrap Metal Terkontaminasi Zat Radioaktif ke Dalam Wilayah Hukum Republik

Indonesia ................................................................................................................................. 136

Nanang Triagung Edi Hermawan

18 Pengawasan Zirkon Di Indonesia ...................................................................................... ... 145

Moekhamad Alfiyan

19 Polimorfisme XPD23 Pada Pekerja Radiasi Medik ............................................................... 151

Wiwin Mailana, dan Yanti Lusiyanti

20 Pengukuran Radiasi Dan Konsentrasi Naturally Occuring Radioactive Materials (NORM)

Pada Lahan Calon Tapak PLTU Batubara Kramatwatu Serang Banten ............................... 155

Sucipta, Risdiyana S., Arimuladi SP.

21 Perhitungan Jumlah Limbah Paska Dekomisioning Reaktor Triga Mark II Bandung ........... 165

Sutoto, Kuat Heriyanto, Mulyono Daryoko

22 Fenomena Distribusi Radionuklida Kontaminan Pada Air Kanal Fasilitas KH-IPSB3 Pasca

Perbaikan Filter Skimer .......................................................................................................... 173

Titik Sundari, Darmawan Aji, Arifin

23 Difusi Radiocesium Oleh Tanah Urugan Sebagai Bahan Penutup Fasilitas Disposal Demo

di Kawasan Nuklir Serpong : Karakterisasi Dry Density Tanah Permukaan di Lokasi

Fasilitas Disposal Demo ......................................................................................................... 179

Nurul Efri Ekaningrum, Budi Setiawan

24 Uji Integritas Kelongsong Bahan Bakar Nuklir Bekas Reaktor Dengan Metode Uji Cicip .. 186

Dyah Sulistyani Rahayu, Darmawan Aji

25 Verifikasi Penggunaan Library Origen 2.1 Untuk Perhitungan Inventori Teras Reaktor

Tipe HTGR 10 MWTh ......................................................................................................... . 194

Anis Rohanda, Jupiter S. Pane, Amir Hamzah

26 Penentuan Densitas Boron Karbida (B4C) Menggunakan Autopiknometer Dan

Secara Metrologi ................................................................................................................... 199

Torowati, Mu`nisatun, S., Yatno Dwi Agus

27 Evaluasi Pengukuran Tingkat Kontaminasi Permukaan Material Terkontaminasi Untuk

Tujuan Klierens (Studi Kasus : Limbah Pelat Logam Hasil Dekomisioning Fasilitas

Pemurnian Fosfat Pt. Petrokimia Gresik) ............................................................................... 205

Moch Romli, Mas’udi , Sugeng Purnomo, M. Nurhasyim, T. Sulistiyo H.N.,

Suhartono, Imam Sasmito, L. Kwin P



vi

28 Evaluasi Tahanan Pembumian Instalasi Penyalur Petir Pada Stasiun Meteorologi Kawasan

Nuklir Serpong ......................................................................................................... .............. 212

Adi Wijayanto, Arief Yuniarto, Budihari

29 Evaluasi Pengendalian Dosis Radiasi Pada Kegiatan Dismantling Dan Pengondisian Zat

Radioaktif Terbungkus Yang Tidak Digunakan .......................................................... ........ 217

Suhartono, Moch Romli, Arie Budianti, Adi Wijayanto, Mahmudin

30 Penerimaan Dosis Radiasi Sebagai Indikator Keselamatan Dalam Proses Pengolahan

Limbah Radioaktif Tahun 2015 .............................................................................................. 224

L.Kwin Pudjiastuti, Hendro, Suhartono, Arie Budianti

31 Penerapan Nilai Batas Lepasan Radioaktivitas ke Badan Air di Kawasan Nuklir Serpong .. 230

Arif Yuniarto, Aepah Nurbiyanti, Ambar Winansi, Ritayanti

32 Analisis Kegagalan Proses Pembangkit Uap Pada Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif

Cair .......................................................................................................................................... 241

Budiyono, Sugianto

33 Jaminan Mutu Layanan Evaluasi Dosis Perorangan Dengan TLD Barc di PTKMR-Batan .. 250

Nazaroh, Rofiq Syaifudin, Sri Subandini Lolaningrum, dan Nina Herlina

34 Perancangan Sistem Kendali VAC Off-Gas Pada Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif

berbasis Programable Logic Control .............................................................. ........................ 260

Sugianto, Budiyono, Arifin Istavara

35 Uji Kelayakan Operasi Genset BRV20 RSG-Gas Setelah Dilakukan Perbaikan ................... 268

Teguh Sulistyo

36 Analisis Sistem Ventilasi Fasilitas Produksi 131I di PTRR-BATAN..................................... 278

Mulyono, Hermanto, Sofyan Sori, Sriyono

37 Aplikasi Scada Dengan Media Komunikasi Nirkabel 2.4 Ghz Untuk Pengendali Operasi

Fasilitas Kanal Hubung Penyimpanan Sementara Bahan Bakar Nuklir Bekas (KHIPSB3) 283

Parjono , Budiyono

38 Pembuatan Dan Pengujian Burner Pada Tungku Peleburan Timbal Untuk Fabrikasi

Shielding Sumber Radioaktif Bekas Terbungkus .................................................................. 292

Arifin Istavara, Jonner Sitompul, Sugianto

39 Aplikasi Reaktor Pada Capacitor Bank Sebagai Peredam Harmonik Catu Daya Instalasi

Pengolahan Limbah Radioaktif .............................................................................................. 299

Jonner Sitompul, Sugianto



299

APLIKASI REACTOR PADA CAPACITOR BANK SEBAGAI PEREDAM

HARMONIK CATU DAYA INSTALASI PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF

Jonner Sitompul, Sugianto.

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-Badan Tenaga Nuklir Nasional

Kawasan Puspiptek Serpong Gedung 50, Tangerang Selatan, Banten 15310

E-mail: [email protected]

ABSTRAK

APLIKASI REACTOR PADA CAPACITOR BANK SEBAGAI PEREDAM HARMONIK CATU DAYA INSTALASI

PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF. Terjadinya harmonik Arus dan harmonik tegangan listrik akibat

pemakaian/konsumsi catu daya yang tidak merata atau secara tiba-tiba. Harmonik sangat menganggu sistem jaringan catu

daya dan peralatan-peralatan utilitas serta jaringan instrumen elektronik. Sebagai peredam harmonik arus dan peredam

harmonik tegangan sistem catu daya Intalasi Pengolahan Limbah Radioaktif telah dipasang reactor capacitor bank pada

tahun 2009 . Untuk mengetahui fungsi dan aplikasi reactor sebagai peredam harmonik pada capacitor bank dilakukan analisa

terhadap data pengamatan harian tahun 2013, 2014 dan 2015. Data yang dianalisa adalah nilai total harmonik arus dan nilai

total harmonik tegangan dibandingkan dengan data standart. Hasil pengamatan harian total harmonik arus paling tinggi 1,3%

dan nilai total harmonik tegangan paling tinggi 08,3%. Hasil pengamatan membuktikan bahwa aplikasi reactor capacitor

bank berfungsi dengan baik dan aman sebagai peredam harmonik arus dan peredam harmonik tegangan catu daya Instalasi

Pengolahan Limbah Radioaktif serta tidak melebihi nilai standart yang ditentukan IEEE Std 519-1992.

Kata Kunci : Reactor capacitor bank sebagai peredam harmonic.

ABSTRACT

REACTOR APPLICATION IN CAPACITOR BANK AS SILENCER HARMONIC AT POWER SUPPLY TO

RADIOACTIVE WASTE TREATMENT PLANT. The occurrence of harmonic currents and harmonic electric voltage

resulting from the use / consumption of power supply is uneven or suddenly. Very disturbing harmonic power supply

network systems and devices as well as network utilities electronic instruments. As reducer harmonic current and voltage

harmonic damper intalasi power supply systems have been installed Radioactive Waste Treatment reactor capacitor bank in

2009. To determine the function and application of harmonics on the reactor as a buffer capacitor bank to analyze the daily

observation data in 2013, 2014 and 2015. The data analyzed were total harmonic current value and the value of total

harmonic voltage is compared with the data standard. The results of daily observations highest total harmonic current 1.3%

and the total value of the highest voltage harmonic 08.3%. The observation proves that the reactor capacitor bank

applications to function properly and safely as reducer harmonic currents and harmonic dampening power supply voltage

and the Radioactive Waste Treatment Plant does not exceed the specified standard IEEE Std 519-1992.

Keywords: Reactor capacitor bank as harmonic filter.

PENDAHULUAN

Kapasitor dipergunakan pada sirkuit

elektronik untuk memblokir arus searah sementara

memungkinkan arus bolak-balik untuk lolos.

Untuk meningkatkan efektivitas pemakaian arus

listrik, dipergunakan capacitor bank di panel

utama cosphy (φ) dengan capacitor bank di panel

utama, sehingga semua arus listrik yang

dikonsumsi peralatan secara langsung capacitor

bank akan memperbaiki cosphy (φ). Pusat

Teknologi Limbah Radioaktif memasang capacitor

bank dengan metoda kompensasi umum

(jaringan filter analog output) yang diparalel

dengan catu daya listrik terhadap panel utama 1-

10-001 (Main Distribution Panel)[1]

. Pemakaian

listrik (catu daya) dalam skala insdustri pada

umumnya banyak menggunakan motor-motor

induksi yang dipastikan terjadi fluktuasi/resonansi

(harmonic) arus listrik maupun tegangan. Hal ini

juga bisa terjadi akibat beban secara menyeluruh

karena tidak konstannya pemakaian. Peralatan

yang disebut dalam istilah listrik untuk meredam

tegangan yang tidak stabil disebut sebagai

stabilizer. Untuk meminimalisir arus dan tegangan

listrik yang sering berfluktuasi dari sumber atau

pembangkit listrik, dipergunakan reactor filter

harmonic. Capacitor bank umumnya terbuat dari



300

bahan polypropylene film, gas-impregnated tipe

kering dengan menggunakan tiga sistem

keselamatan[2]. Capacitor bank di Pusat

Teknologi Limbah Radioaktif menggunakan model

tiga fase dengan pola hubungan segitiga dan

berpendingin udara (indoor mounting). Elektrolit

padat, resin dicelup 10 uF 35 V kapasitor

tantalum+. Tanda positip (+) menunjukkan

kekurangan elektron.

Dalam sistem transmisi tenaga listrik,

filter harmonic akan menstabilkan tegangan dan

kekuatan aliran arus. Sebuah kapasitor

(kondensor) adalah komponen listrik dua terminal

pasif yang digunakan untuk menyimpan energi

elektrostatis dalam medan listrik. Bentuk-bentuk

kapasitor praktis dapat bervariasi, tetapi semua

mengandung setidaknya dua konduktor listrik

(pelat) yang dipisahkan oleh dielektrik yaitu

isolator[3]. Konduktor dapat berupa film tipis,

foil atau manik-manik sinter dari logam atau

elektrolit konduktif, dll. Tindakan dielektrik dari

nonconducting material untuk meningkatkan

kapasitas muatan kapasitor. Sebuah dielektrik

dapat terbuat ari kaca, keramik, film plastik, udara,

vakum, kertas, mika, lapisan oksida dll. Kapasitor

banyak digunakan sebagai bagian dari sirkuit listrik

di banyak perangkat listrik umum. Tidak seperti

resistor, kapasitor yang ideal tidak menghilangkan

energi. Sebaliknya, kapasitor menyimpan energi

dalam bentuk medan elektrostatik diantara

piringnya[3].

Pengaruh harmonic pada capacitor

termasuk pemanasan tambahan dan pada kasus

yang berat overloading, peningkatan stres

dielektric atau tegangan, dan kerugian lain yang

tidak diinginkan[4]. Juga, kombinasi harmonic dan

capacitor dalam suatu sistem juga dapat

menyebabkan kondisi kualitas daya yang lebih

parah disebut harmonic resonansi, yang memiliki

potensi kerusakan yang luas. Mengakibatkan

timbulnya efek negatif yang akan memperpendek

umur capacitor.

Kapasitor biasanya dipasang di sistem

tenaga listrik komersial atau industri pada sistem

distribusi atau transmisi sebagai perangkat koreksi

faktor daya. Namun, meskipun merupakan

komponen dasar dari sebuah filter harmonik (selain

dari reactor), itu tidak bebas dari efek merusak dari

harmonic. Dalam sistem tenaga ditandai dengan

tingkat distorsi harmonic yang tinggi sehingga

capacitor bank rentan terhadap kegagalan yang

pada akhirnya alat akan mengalami kerusakan.

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif

memggunakan metode global compensation

dengan kapasitas listrik 1455 Kva yang termasuk

golongan insdustri rendah dengan pola pemakaian

beban listrik tidak terdistribusi secara merata,

sehingga dengan memasang dua buah capacitor

bank telah mampu mem-back-up seluruh peralatan

yang ada di Intalasi Pengolahan Limbah Radioaktif

maupun arus listrik di ruangan-ruangan

administrasi.

Terjadinya harmonic (fluktuasi) arus dan

tegangan dapat menyebabkan pemanasan yang

berlebihan sehingga dapat mengurangi torsi motor

dan generator. Peningkatan pemanasan akan

merusak capacitor dan peralatan elektronik

(instrument)[5]

. Sehingga harmonic dapat

menyebabkan berkurangnya umur peralatan jika

sistem yang dirancang tanpa mempertimbangkan

besaran nilai dan frekwensi terjadinya harmonic.

Untuk mengamankan motor induksi dari torsi yang

besar dapat dilakukan dengan pemasangan

peredam secara paralel dengan kumparan

motor/generatornya, bentuk rangkaiannya dapat

dilihat pada Gambar 1. Untuk itu sangat

diperlukan pengukuran secara langsung besarnya

torsi, harmonic proses penghidupan awal

motor/generator untuk mengetahui batas harmonis

yang ditetukan sesuai standart IEEE Std 519-1992

[6][7], dalam aplikasi sistem tenaga listrik. Bentuk

rangkain pemasangan capacitor bank pada IPLR

tidak menggunakan individual sistem seperti

terlihat pada Gambar 1.

Harmonik Resonansi

Dalam pengoperasian peralatan-peralatan,

khususnya motor/generator induksi tenaga besar

akan terjadi harmonic resonansi. Efek ini

membebankan tegangan dan arus yang lebih tinggi

pada sistem tenaga atau catu daya listrik bagi

pemasok maupun konsumen itu sendiri. Harmonic

resonance yang biasa disebut resonansi harmonis

dalam sistem tenaga listrik dapat diklasifikasikan

sebagai paralel atau seri resonansi, dan kedua jenis

resonansi akan terjadi di lingkungan yang kaya

harmonik. Resonansi paralel menyebabkan

perkalian sesaat, sedangkan resonansi seri

menghasilkan tegangan pembesaran. Kerusakan

besar untuk capacitor bank akan terjadi jika

amplitudo frekuensi menyinggung cukup besar

selama kondisi resonansi. Juga, ada kemungkinan

besar bahwa perangkat listrik lainnya pada sistem

juga akan rusak. Untuk itu pada Instalasi

Pengolahan Limbah Radioaktif dilakukan

pemasangan reactor sebagai harmonic filter pada

capacitor bank dan untuk menjamin bahwa

frekuensi resonansi yang terjadi tidak melebihi



301

nilai batas harmonic arus dan tegangan listrik

yang dipersyaratkan IEEE Std 519-1992[6][7].

Secara umum, sistem listrik memiliki

impedansi sumber yang rendah dan tegangan diatur

dengan baik. Penyedia catu daya dapat mentolerir

besarnya gangguan yang terjadi akan tetapi tidak

melebihi nilai stabil pada frekwensi 50 - 60 Hz.

Dalam hal itu termasuk nilai arus harmonic yang

tanpa menyebabkan distorsi tegangan yang

signifikan. Untuk jumlah yang diberikan arus

harmonic, tegangan distorsi yang dihasilkan akan

relatif kecil (kecuali situasi resonansi harmonis).

Hal ini akan berguna untuk memahami tentang

harmonic dalam hal nilai persen dasar

(baku/standart) untuk mendapatkan pemahaman

tentang tingkat harmonic relatif dalam suatu

sistem. Untuk pengoperasian pada peralatan

Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif agar

didapatkan batas aman, maka perlu dilakukan

analisis harmonic sehingga pemasangan reactor

capacitor bank sebagai filter harmonic menjadi

penting. Sebagaimana umumnya capacitor bank

lebih efektif agar menerima informasi harmonic

dalam jumlah yang sebenarnya, volt atau ampere

pada frekuensi yang berbeda[5].

Gambar 1. Pemasangan capacitor bank secara langsung pada motor induksi

Tegangan dan Batas Harmonic Current

Tegangan distorsi harmonic pada sistem

tenaga (catu daya) selalu dibatasi untuk menjaga

keamanan suatu instalasi maupun pemasok catu

daya. Adanya harmonic arus dan tegangan yang

tinggi (besar) pada jaringan distribusi konsumen

maupun pada sumber penyedia akan

mengakibatkan sistem tenaga (catu daya)

mengalami trip yang biasa disebut padam sesaat.

Dalam ketentuan internasional dan telah diadopsi

Indonesia ke dalam PUIL 2000 bahwa Total

Voltage Distortion (THD) dibatasi sampai 5,0%

dan Individual Voltage Distortion 3,0% dapat

dilihat pada Tabel 1.

Table 1. Batas tegangan harmonik[6][7].

Bus Voltage at PCC

Individual Voltage

Distortion (%)

Total Voltage Distortion THD

(%)

69 kV and below 3.0 5.0

69 kV through 161 kV 3.5 2.5

161 kV and above 1.0 1.5

Catatan: Sistem tegangan tinggi dapat memiliki hingga 2,0% THD, disebabkan adanya terminal

hight voltage direct current (HVDC) yang disadap untuk pengguna.



302

Batas harmonic arus bervariasi

berdasarkan pada kekuatan hubungan pendek dari

sistem peralatan yang dipasang. Pada dasarnya,

semakin sistem mampu menangani arus harmonic,

semakin pelanggan diperbolehkan untuk

pemanfaatan/mengoperasikan sistem peralatan

dengan aman. Besarnya harmonic arus yang dapat

ditoleransi pada suatu rangkain atau jaringan

distribusi konsumen maupun pada sumber

penyedia harus sesuai dengan standart yang

ditetapkan. Jaringan catu daya Instalasi Pengolahan

Limbah Radioaktif berpatokan pada besarnya nilai

maximum harmonic current distortion sesuai

dengan batasan standart arus maksimum yaitu 15%

(dapat dilihat pada Tabel 2).

Tabel 2. Batas Harmonik Arus untuk Sistem Distribusi Umum[6][7].

Maximum Harmonic Current Distortion in Percent of IL

Individual Harmonic Order (Odd Harmonics)

No Isc/ Iʟ <11 11≤h<17 17≤h<23 23≤h<35 35≤h TDD

1. <20* 4.0 2.0 1.5 0.6 0.3 5.0

2. 20<50 7.0 3.5 2.5 1.0 0.5 8.0

3. 50<100 10.0 4.5 4.0 1.5 0.7 12.0

4. 100<1000 10.0 5.5 5.0 2.0 1.0 15.0

5. > 1000 15.0 7.0 6.0 2.5 1.4 20.0

TATA KERJA

Bahan/Peralatan, dan Waktu Penelitian

Bahan dan peralatan yang digunakan : bahan

reactor harmonik filter, capacitor bank 25 kVArh,

capacitor bank 5 kVArh, cosphy meter,

Polypropylene film, Gas-impregnated , isolator,

Modul Power Factor Controller BR6000[1].

Pengamatan hasil pengoperasian reactor capacitor

bank sebagai peredam harmonic arus dan tegangan

listrik IPLR dilakukan di Utilitas Bidang

Pengembangan Fasilitas Limbah, Pusat Teknologi

Limbah Radioaktif, BATAN dari hasil data tahun

2013, 2014 dan tahun 2015.

Metode Pengamatan

Pengamatan dilakukan setiap hari dengan

membaca hasil penunjukan Modul Power Factor

Controller BR6000 yang secara langsung ada di

Panel capacitor bank. Setiap step yang beroperasi

dan besaran-besaran laninnya di cacat pada

logsheet harian kemudian hasil satu bulan di rata-

rata menjadi hasil pengamatan tiap bulan. Bentuk

rangkaian pemasangan reactor, capacitor bank dan

harmonic filter IPLR dapat dilihat pada Gambar

2.

Prinsip Operasi Reactor

Thyristor-Controlled Reactor (TCR) berfungsi

untuk mengendalikan arus yang bervariasi

sehingga arus maksimum tidak melebihi batasan

yang ditentukan pada standart. Arus maksimum

juga ditentukan oleh tegangan koneksi dan

induktansi reaktor. Supaya harmonic dapat

mencapai hampir nol, diperlukan reactor sebagai

filter atau pembatas. Filterisasi terjadi dengan

memvariasikan penundaan dan menimbulkan

kembali oleh capacitor bank yang disebutkan

"memecat penundaan angle α". Dimana α adalah

sebagai sudut penundaan dari titik di mana

tegangan menjadi positif ke titik di mana katup

thyristor dihidupkan dan pada waktu tersebut arus

listrik akan mengalir[4][5]

. Jadi arus maksimum

diperoleh saat α adalah 90 °, di mana titik TCR

dikatakan dalam konduksi penuh. Saat tertinggal

90° tegangan akan balik sesuai dengan teori

rangkaian AC klasik. Seiring dengan peningkatan α

di atas 90°, sampai dengan maksimum 180°,

kemudian menurun hingga menjadi terputus dan

non-sinusoidal.



303

Gambar 2. Rangkaian reactor harmonic filter dan capacitor bank pada catu daya IPLR[5]

.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada Tabel 1 menunjukkan batas tegangan

harmonic sedangkan Tabel 2 menunjukkan batas

harmonic arus sesuai standart IEEE Std 519-

1992[6][7].

Batas harmonic arus menentukan

jumlah maksimum arus harmonic yang dapat

ditoleransi oleh pelanggan/pemakai ke dalam

sistem catu daya. Penyedia sumber catu daya

bertanggung jawab untuk menyediakan tegangan

bersih kepada pelanggan. Jika tidak, pelanggan

akan dianggap lalai karena menyebabkan tegangan

distorsi sendiri. Maksud dan tujuan dari IEEE Std

519-1992 dinyatakan agar pelanggan catu daya dan

penyedia dapat saling memahami pentingnya

harmonic arus serta harmonic tegangan yang aman

dalam jalur distribusi maupun pada pemakaian catu

daya. Penerapan batas harmonic bertujuan untuk

mencegah dari satu pelanggan menyebabkan

masalah harmonic untuk pelanggan lain atau untuk

penyedia catu daya atau sistem tenaga listrik[5]

. Jika

memiliki harmonic yang tinggi dalam sistem

peralatan itu sendiri, maka hanya akan merusak

atau merugikan peralatan itu, namun tetap tidak

melanggar standart yang telah ditentukan dalam

IEEE Std 519-1992[6][7].

Pemasangan dan pengoperasian reactor

sebagai filter harmonic pada capacitor bank system

catu daya listrik Instalasi Pengolahan Limbah

Radiaktif beroperasi secara penuh selama 24 jam.

Modul Power Factor Controller BR6000[2]

akan

berfungsi secara otomatis mengatur operasional

setiap step capasitor bank pada kondisi operasi

dan stand-by sesuai dengan kebutuhan pada

kondisi harmonic arus dan kondisi harmonic

tegangan listrik. Panel 1 terdiri dari 12 step yaitu

step 1 sebesar 25 Kvar, step 2 sampai step 11

masing masing 50 Kvar dengan pola pemasangan 2

X 25 Kvar tiap step. Dan step 12 terdiri dari 5 Kvar

yang dioperasikan secara manual untuk

mengantisipasi kondisi kvar rendah. Panel 2 terdiri

dari 10 step yaitu step 1 sebesar 25 Kvar, step 2

sampai step 9 masing masing 50 Kvar dengan pola

pemasangan 2 X 25 Kvar tiap step. Dan step 10

juga terdiri dari 5 Kvar yang dioperasikan secara

manual[2].

Dilakukan pengamatan terhadap hasil

aplikasi reactor pada capacitor bank sebagai



304

peredam harmonic catu daya Instalasi Pengolahan

Limbah Radioaktif yang dicatat pada logsheet

harian. Yang di analisa dalam makalah ini

merupakan nilai pengamatan rata-rata tiap bulan

dari hasil pengamatan tiap hari kerja pengoperasian

capacitor bank tahun 2013, 2014 dan 2015 (Tabel

3). Nilai maximum harmonic voltage distortion

tiap bulan pada pengamatan tahun 2013, 2014

maupun tahun 2015 rata-rata hanya sebesar 1,0%

sampai 1,3% (lihat Tabel 3). Apabila dibandingkan

dengan nilai standart yang merupakan batas

maximum harmonic voltage distortion yang

diizinkan 5% , nilai maximum harmonic voltage

distortion IPLR relative sangat kecil apabila

dibandingkan dengan nilai standart yang diizinkan

sebesar 5% IEEE Std 519-1992[6][7]

(dapat dilihat

pada Tabel 1). Dan nilai harmonic current

distortion tiap bulan pada pengamatan tahun 2013,

2014 maupun tahun 2015 rata-rata hanya sebesar

8,1% sampai 8,3% (lihat Tabel 3). Apabila

dibandingkan dengan nilai standart yang

merupakan batas maximum harmonic voltage

distortion yang diizinkan 15% , nilai maximum

harmonic voltage distortion IPLR relative sangat

kecil apabila dibandingkan dengan nilai standart

yang diizinkan sebesar 5% IEEE Std 519-

1992[6][7] (dapat dilihat pada Tabel 2).

Sebagai gambaran perbandingan bahwa

nilai harmonic tegangan IPLR lebih kecil dari nilai

harmonic standart lebih jelas juga dapat terlihat

pada Gambar 3. Demikian juga nilai harmonic

arus IPLR jauh di bawah nilai harmonic arus

standart (Gambar 4). Hal ini membuktikan bahwa

pengoperasian reactor capacitor bank sebagai

harmonic filter arus dan tegangan pada Instalasi

Pengolahan Limbah Radioaktif dapat berfungsi

dengan baik. Sehingga pengoperasian Catu daya

listrik Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif

(IPLR) berfungsi dengan baik, aman dan sesuai

dengan standart IEEE Std 519-1992[6][7].

Gambar 3. Hasil pengamatan harmonic tegangan dengan nilai standar.



305

Gambar 4. Hasil pengamatan harmonic arus dengan nilai standar

Tabel 3. Harmonic arus dan tegangan hasil pengukuran rata-rata tiap bulan tahun 2014 sampai 2015

No. Parameter Tahun 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1.

Harmonic

Tegangan

(%)

2013 1,2 1,0 1,2 1,1 1,1 1,2 1,2 1,1 1,3 1,1 1,1 1,0

2. Harmonic

Arus (%) 2013 8,1 8,2 8,1 8,1 8,3 8,2 8,2 8,3 8,2 8,1 8,2 8,1

3.

Harmonic

Tegangan

(%)

2014 1,1 1,2 1,1 1,2 1,0 1,2 1,3 1,2 1,1 1,2 1,0 1,2

4. Harmonic

Arus (%) 2014 8,2 8,1 8,2 8,1 8,2 8,3 8,1 8,1 8,3 8,3 8,2 8,1

5.

Harmonic

Tegangan

(%)

2015 1,2 1,1 1,1 1,0 1,1 1,2 1,1 1,2 1,2 1,1 1,1 1,0

6. Harmonic

Arus (%) 2015 8,3 8,2 8,1 8,3 8,2 8,2 8,3 8,2 8,2 8,1 8,1 8,2

KESIMPULAN

1. Nilai rata-rata tiap bulan total harmonic

arus maksimal 1,3% dan total harmonic

tegangan maksimal 8,3%.

2. Nilai harmonic tegangan dan nilai

harmonic arus listrik jauh dibawah batas

standart IEEE Std 519-1992 sehingga

pengoperasian peralatan-peralatan IPLR

dapat dilakukan dengan baik.

3. Reactor capacitor bank sebagai peredam

harmonic arus dan harmonic tegangan

IPLR berfungsi dengan baik dan aman.



306

DAFATR PUSTAKA

1. Maryudi, ST, “Pengoperasian penunjang

sarana Pusat Teknologi Pengembangan

Limbah Radioaktif”, 1990.

2. JONNER SITOMPUL, ST, “Pengoperasian

sistem capacitor bank Instalasi Pengolahan

Limbah Radioaktif” 2010.

3. PFRANKLIN, BENJAMIN “Capacitor

charging and discharging”. All about

circuits. Retrieved 2009-02-19.

4. SANKARAN, C. “Effects of harmonics on

power systems 1” (1999).

5. CHAVEZ,C;HOUDEK,J.A. "Dynamic

Harmonic Mitigation and power factor

correction" (2007).

6. IEEE Std 519-1992. Recommended practice

and requirements for harmonic control in

electrical power systems.

7. IEEE Std. 18-2002, “IEEE Standard for shunt

power capacitors”

http://dx.doi.org/10.1109/EPQU.2007.4424144




PROSIDINGrepo-nkm.batan.go.id/522/1/2016_Jonner_S_PN.pdf · Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah XIV Pusat Teknologi Limbah Radioaktif - BATAN ISSN 1410-6086. PROSIDING

Documents